張金龍 吳 其

(沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院，遼寧 撫順 113122)

1 設(shè)計(jì)背景

如今的社會(huì)發(fā)展越來越快，90后父母的壓力也越來越大，單方面的工作對(duì)于一般家庭來說是會(huì)承受很大的經(jīng)濟(jì)壓力。所以說，一般情況下父母雙方都會(huì)出來工作，那么就造成了對(duì)于幼兒時(shí)期剛會(huì)跑跳的孩子安全沒有辦法進(jìn)行保障。為了解決幼兒安全問題，以保證孩子的安全健康，設(shè)計(jì)了幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可以放在家庭內(nèi)對(duì)于孩子來說危險(xiǎn)的地方，如果孩子單獨(dú)在家時(shí)自己不小心遇到危險(xiǎn)，此時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)的紅外傳感器就會(huì)將這個(gè)信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)在接收到對(duì)應(yīng)的信號(hào)會(huì)有語音的播報(bào)，同時(shí)我們?cè)趩纹瑱C(jī)中所設(shè)計(jì)的報(bào)警板塊也會(huì)啟動(dòng)，最后歸結(jié)到GSM模塊中，產(chǎn)生的效果就是系統(tǒng)會(huì)將從孩子那里發(fā)送來的報(bào)警信息和現(xiàn)在所處的位置傳送給家長，以便讓家長有進(jìn)一步的動(dòng)作。

2 設(shè)計(jì)原理

本次設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為核心的幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)的硬件部分是由STC89C52單片機(jī)、測(cè)溫檢測(cè)、語音通知模塊、聲音報(bào)警模塊、按鍵、GSM模塊、上位機(jī)軟件和LED指示燈組成。工作時(shí)通過各個(gè)模塊發(fā)送給單片機(jī)的信號(hào)，再由單片機(jī)反饋回來給予操作指令來控制所有模塊的工作，通過所編寫的程序來設(shè)定對(duì)應(yīng)檢測(cè)模塊的設(shè)定值工作，最后所有模塊的分工工作來形成一套的系統(tǒng)。此次設(shè)計(jì)中是將幼兒作為檢測(cè)量，檢測(cè)出來的結(jié)果通過GSM模塊發(fā)送到上位機(jī)中。幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖

所用到的GSM模塊是由GSM射頻芯片、基帶處理芯片和存儲(chǔ)器等器件所組成的一個(gè)功能模塊，在這個(gè)功能模塊中，它具有自己獨(dú)立的操作系統(tǒng)，同時(shí)還能夠進(jìn)行GSM的射頻處理和基帶的處理，并為其配置了標(biāo)準(zhǔn)接口，這也就是說，通過這個(gè)模塊，可以發(fā)送SMS短信，能夠語音通話，還能夠進(jìn)行GPRS的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?，只要是基于GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的基本功能，都可以通過這個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)。

除了GSM模塊，溫度模塊是在實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的過程中的另一個(gè)重要組成部分。在設(shè)計(jì)中我們使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為所需要的溫度傳感器模塊，該溫度傳感器的特點(diǎn)是體積很小，使用起來也較為方便。DS18B02是現(xiàn)代的一種新型測(cè)溫元件，該元件最大的特點(diǎn)就是可以比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)前周圍環(huán)境的溫度值，并且在實(shí)際的情況下可以根據(jù)孩子的體溫來設(shè)定溫度的范圍值，既可以防止誤報(bào)警，又可以更好地根據(jù)孩子的體溫來監(jiān)護(hù)孩子。

圖2 GMS實(shí)物圖

該裝置需要安裝在家里對(duì)孩子來說相對(duì)危險(xiǎn)的地方，比如廚房的煤氣罐附近，家里放藥品的抽屜或者是陽臺(tái)等位置，當(dāng)孩子接近這些危險(xiǎn)區(qū)域的時(shí)候，在一旁安裝的溫度傳感器能夠感知到孩子的體溫，聲音報(bào)警模塊就會(huì)報(bào)警，同時(shí)語音通知模塊也會(huì)啟動(dòng)，告訴孩子應(yīng)該遠(yuǎn)離這些危險(xiǎn)區(qū)域，并且單片機(jī)也會(huì)控制GSM模塊將提前設(shè)置編輯好的短信發(fā)送到與GMS模塊綁定的手機(jī)號(hào)上，提醒家長注意孩子靠近危險(xiǎn)地帶，GMS實(shí)物圖如圖2所示。

3 結(jié)論

在此次設(shè)計(jì)中，通過利用GSM、傳感器等各個(gè)模塊與單片機(jī)相連接所設(shè)計(jì)的幼兒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，解決了當(dāng)代年輕父母迫于生活壓力，不得已留孩子一個(gè)人在家時(shí)，因?yàn)楹ε潞⒆右粋€(gè)人在家會(huì)出什么事情，從而產(chǎn)生焦慮、煩躁等心情的問題，同時(shí)也在實(shí)際方面為孩子的安全提供了保障，讓孩子玩得開心，父母工作也舒心。